(57)【要約】【課題】圧粉材料により形成された圧粉コアを確実に固定することができる取り付け固定構造を有する回転電機の固定子を提供する。【解決手段】磁性体圧粉材を圧縮加熱成形して形成され、コイル巻き線が巻回されるティース部１３を複数個配置した円環状の固定子コア１０と、磁性体圧粉材より強度が大きい部材によって形成され、固定子コア１０に埋設される、固定子コア１０を配置固定するためのナット１６が装着される雄ネジ部１５ａを有するボルト状部材１５とを有する。ボルト状部材１５は、固定子コア１０に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置される。固定子コア１０は、ティース部１３とボルト状部材１５を備えたバックヨーク部１４を有するコア部材１１を、バックヨーク部１４を接触させ複数個配列して形成する。【選択図】図１
2006311637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体圧粉材を圧縮加熱成形して形成され、コイル巻き線が巻回されるティース部を複数個配置した円環状の固定子コアと、
前記磁性体圧粉材より強度が大きい部材によって形成され、前記固定子コアに埋設される、前記固定子コアを配置固定するための締結部材が装着される被締結部を有する被締結部形成部材と
を有する回転電機の固定子。
【請求項２】
前記被締結部形成部材は、
前記固定子コアに発生する磁束の流れを妨げない位置に配置される請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
前記固定子コアは、
前記ティース部と前記被締結部形成部材を備えたバックヨーク部を有するコア部材を、前記バックヨーク部を接触させ複数個配列して形成する請求項１または２に記載の回転電機の固定子。
【請求項４】
前記被締結部形成部材は、
前記バックヨーク部に埋め込まれる埋設部、及び前記埋設部と一体的に形成されて前記バックヨーク部から露出し前記締結部材が螺着される雄ネジ部を有するボルト状部材からなる請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項５】
前記被締結部形成部材は、
前記バックヨーク部に埋め込まれる埋設部である、前記バックヨーク部の表面に開口するネジ穴から前記締結部材が螺着される雌ネジ部を有するナット状部材からなる請求項３に記載の回転電機の固定子。
【請求項６】
前記コア部材における前記埋設部を除いた磁束の通り道幅Ｄが、前記バックヨーク部の高さｄより狭くなく（Ｄ≧ｄ）形成した請求項４または５に記載の回転電機の固定子。
【請求項７】
前記埋設部は、高さが異なって頂部が傾斜する山形断面の三角柱からなり、前記山形断面の高さを、コア部材外周側高さＨｏがコア部材内周側高さＨｉより低くなく（Ｈｏ≧Ｈｉ）形成した請求項４から６のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項８】
前記ティース部のコア部材内周側外表面と前記埋設部の内周側端面との距離Ｌｉが、前記ティース部のコア部材外周側外表面と前記埋設部の外周側端面との距離Ｌｏより大きく（Ｌｉ＞Ｌｏ）形成した請求項４から７のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【請求項９】
前記埋設部の頂部に、前記コア部材に埋設される薄板状の鍔状部を有する請求項４から８のいずれか一項に記載の回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転電機の固定子に関し、特に、ステータコアを圧粉材料で形成した回転電機の固定子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機のステータコアは、珪素鋼板等の電磁鋼板を回転軸方向に積層した積層コアにより形成する他、鉄合金粉末やフェライト粉末等の強磁性体粉末と絶縁性粘結剤との混合物を圧縮焼成又は圧縮成形した圧粉コアにより形成することが知られている。
【０００３】
このようなステータを有する電動機として、例えば、「フラットモータのステータ」（特許文献１参照）があり、巻線を配置したベース鉄芯が軟磁性鋼パウダーメタル成形材料を用いて作製されている。
【特許文献１】特開２００４−２７４９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の「フラットモータのステータ」（特許文献１参照）においては、ステータの圧粉コア（磁極鉄芯）を、圧粉コアの根元側端面に開けたネジ穴に、圧粉バックヨーク（ベース鉄芯）の背面からネジを羅着させてネジ止めすることにより、固定していた。このため、トルクの大きなモータの場合、回転時の振動等が加わることによってネジが圧粉コアに形成したネジ穴をなめてしまう虞があり、ネジ穴をなめてしまうと、ネジ止めできなくなってステータコアを固定することができなくなる。
この発明の目的は、圧粉材料により形成された圧粉コアを確実に固定することができる取り付け固定構造を有する回転電機の固定子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明に係る回転電機の固定子は、磁性体圧粉材を圧縮加熱成形して形成され、コイル巻き線が巻回されるティース部を複数個配置した円環状の固定子コアと、前記磁性体圧粉材より強度が大きい部材によって形成され、前記固定子コアに埋設される、前記固定子コアを配置固定するための締結部材が装着される被締結部を有する被締結部形成部材とを有している。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、コイル巻き線が巻回されるティース部を複数個配置した円環状の固定子コアが、磁性体圧粉材を圧縮加熱成形して形成され、この固定子コアに埋設される、固定子コアを配置固定するための締結部材が装着される被締結部を有する被締結部形成部材が、磁性体圧粉材より強度が大きい部材によって形成されているので、圧粉材料により形成された圧粉コアを確実に固定することができる取り付け固定構造を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子の一部を示し、（ａ）は固定子コア半径方向内側から見た断面図、（ｂ）は固定子周方向から見た断面図である。図１に示すように、回転電機の固定子を形成する固定子コア（ステータコア）１０は、複数個（３個を図示）のコア部材１１を、回転電気の回転軸（図示しない）の周囲に円環状に位置するように、ケース１２の内面側に一列に並べて形成される（（ａ）参照）。
【０００８】
各コア部材１１は、ティース部１３と、ティース部１３の下端（ケース１２との接触端）のバックヨーク部１４を有しており、互いのバックヨーク部１４が密着するように接触させ配列されている。バックヨーク部１４は、コア部材１１の配列方向両側に同一量突出してティース部１３に対し階段状に、且つ、固定子コア１０の半径方向（固定子コア半径方向）内側が狭く外側が広い扇形状に形成されている（（ａ）参照）。円柱状の各ティース部１３の周囲には、コイル巻線（図示しない）が巻回される。
【０００９】
このコア部材１１は、磁性体圧粉材を用いて圧縮加熱成形することにより形成されており、コア圧縮加熱成形時に、一緒にコア部材１１に埋設されて一体的に形成されるボルト状部材（被締結部形成部材）１５によって、ケース１２に固定される。
【００１０】
ボルト状部材１５は、雄ネジ部（被締結部）１５ａの上端に、固定子コア１０の周方向（固定子コア周方向。（ａ）の白抜き矢印参照）から見て、雄ネジ部１５ａと直交配置された頭部（埋設部）１５ｂを有するＴ字型に形成されている（（ｂ）参照）。頭部１５ｂは、雄ネジ部１５ａの上端面より広い底面を有する山形断面の三角柱からなり、雄ネジ部１５ａがバックヨーク部１４の下端面の略中央から突出するように、固定子コア半径方向に沿ってバックヨーク部１４に埋め込まれている（（ａ），（ｂ）参照）。
【００１１】
バックヨーク部１４に埋め込まれた頭部１５ｂは、コア部材１１に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置されている。例えば、コア部材１１の頭部１５ｂを除いた磁束の通り道幅（即ち、ティース部１３とバックヨーク部１４の境界部から頭部１５ｂ迄の距離）Ｄを、バックヨーク部１４の高さｄより狭くなる（Ｄ≧ｄ）ようにすることで、頭部１５ｂを磁束の流れを妨げない位置に配置することができる（（ａ）参照）。
【００１２】
このボルト状部材１５は、少なくとも頭部１５ｂ（埋設部）が、非被磁性体であって、コア部材１１を形成する磁性体圧粉材より強度が大きい部材、即ち、回転電機の回転時に発生する回転トルクが加わっても、その形状を保つことができる部材、例えば、樹脂や金属等により形成される。
【００１３】
コア部材１１をケース１２に取り付ける場合、雄ネジ部１５ａを、ケース１２に開けた孔１２ａに通してケース１２の外側に突出させ、ケース１２の外側に突出する雄ネジ部１５ａにナット（締結部材）１６を装着する（１個のみ図示。（ａ）参照）。ナット１６が雄ネジ部１５ａに螺着され締結状態になることで、コア部材１１は、ケース１２に位置決め固定される。つまり、ボルト状部材１５は、頭部１５ｂと一体的に形成されてバックヨーク部１４から露出しナット１６が螺着される雄ネジ部１５ａを有する。
【００１４】
このように、固定子コア１０をケース１２に固定するためのボルト状部材１５は、少なくとも頭部１５ｂが、非被磁性体であってコア部材１１を形成する磁性体圧粉材より強度が大きい部材からなり、コア圧縮加熱成形時に一緒に固定子コア１０に埋設されて、固定子コア１０と一体的に形成される。このとき、ボルト状部材１５は、固定子に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置される。この結果、回転電機の固定子は、圧粉材料により形成された固定子コア（圧粉コア）１１を、ケース１２に確実に固定することができる取り付け固定構造を有することができる。
【００１５】
また、コア部材１１の頭部１５ｂを除いた磁束の通り道幅Ｄを、バックヨーク部１４の高さｄより狭くなく（Ｄ≧ｄ）することで、磁路幅が十分確保され、コア部材１１に頭部１５ｂを埋め込んだとしても回転電機の性能が劣化することがない。また、ボルト状部材１５の頭部１５ｂが、固定子コア半径方向に沿ってバックヨーク部１４に埋め込まれていることにより、固定子コア１０に回転時の振動等が加わった場合でも、ナット１６により固着されている雄ネジ部１５ａに対し固定子コア１０が回転してしまうことを防止することができる。
【００１６】
図２は、図１のボルト状部材の他の例を示す、図１の（ｂ）と同様の断面図である。図２に示すように、コア部材１１に埋設されたボルト状部材２０は、頭部１５ｂに代えて、山形断面の高さが異なる三角柱からなる頭部２０ｂを有しており、その他の構成及び作用はボルト状部材１５と同様である。
【００１７】
ボルト状部材２０は、雄ネジ部１５ａの上端面より広い底面を有し、且つ、高さが異なって頂部が傾斜する山形断面の三角柱からなる、頭部２０ｂを有している。頭部２０ｂの山形断面の高さを、コア部材１１の外周側の高さＨｏが内周側の高さＨｉより低くなく（Ｈｏ≧Ｈｉ）形成すれば、磁束が多く通るコア部材１１の内周側の高さ方向隙間を大きくすることができ磁束の通過を妨げることはない。
【００１８】
また、頭部２０ｂの各端面とティース部１３の端面との距離を、コア部材１１の内周側外表面と頭部２０ｂの内周側端面の距離Ｌｉが、コア部材１１の外周側外表面と頭部２０ｂの外周側端面の距離Ｌｏより大きく（Ｌｉ＞Ｌｏ）形成すれば、磁束が多く通るコア部材１１の内周側の隙間を大きくすることができ磁束の通過を妨げることはない。
【００１９】
図３は、図１のボルト状部材の更に他の例を示し、（ａ）は図１の（ａ）と同様の断面図、（ｂ）は図１の（ｂ）と同様の断面図、（ｃ）は（ｂ）と同様の断面図である。図３に示すように、ボルト状部材２５は、頭部１５ｂの頂部に、鍔状部２５ａを有しており、その他の構成及び作用はボルト状部材１５と同様である。
【００２０】
ボルト状部材２５は、頭部１５ｂの頂部に、雄ネジ部１５ａの延長方向に沿って、即ち、コア部材１１の設置面であるケース１２と直交して取り付けた、薄板状の鍔状部２５ａを有している（（ａ），（ｂ）参照）。鍔状部２５ａは、四辺の長さが頭部１５ｂの固定子コア半径方向長さと略同一の矩形状に形成され（（ｂ）参照）、頭部１５ｂに形成した溝に嵌め込まれている（（ａ）参照）。この鍔状部２５ａを有することにより、磁性体圧粉材からなるコア部材１１に埋め込まれた頭部１５ｂの、コア部材１１（ティース部１３）との固着力が向上する。
【００２１】
また、鍔状部２５ａに、表裏面を貫通する孔２６（一例として４個を図示）を開けてもよい。鍔状部２５ａに、１個或いは複数個の孔２６を開けることにより、コア部材１１に埋め込まれた頭部１５ｂのコア部材１１（ティース部１３）との固着力が更に向上する。
【００２２】
図４は、この発明の他の実施の形態に係る回転電機の固定子の一部を示し、（ａ）は固定子コア半径方向内側から見た断面図、（ｂ）は固定子周方向から見た断面図である。図４に示すように、コア部材１１には、ボルト状部材１５に代えて、ナット状部材（被締結部形成部材）３０が埋め込まれている。
【００２３】
ナット状部材３０は、ボルト状部材１５の頭部１５ｂと略同様の外形形状、即ち、横置きした山形断面の三角柱からなり、固定子周方向（（ａ）の白抜き矢印参照）から見て、固定子コア半径方向に沿って、底面がケース１２内面と面一になるようにバックヨーク部１４に埋め込まれている（（ａ），（ｂ）参照）。このナット状部材３０は、非被磁性体であって、コア部材１１を形成する磁性体圧粉材より強度が大きい部材、即ち、回転時の振動等が加わっても形状を保つことができる部材、例えば、樹脂や金属等により形成される。
【００２４】
バックヨーク部１４に埋め込まれたナット状部材３０は、固定子コア半径方向に離間して複数個（一例として２個を図示）の雌ネジ部３０ａを有する、所謂、袋ナット状に形成されており、コア部材１１に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置されている。例えば、コア部材１１のナット状部材３０を除いた磁束の通り道幅（即ち、ティース部１３とバックヨーク部１４の境界部からナット状部材３０の上部傾斜面迄の距離）Ｄを、バックヨーク部１４の高さｄより狭くなく（Ｄ≧ｄ）することで、ナット状部材３０を磁束の流れを妨げない位置に配置することができる（（ａ）参照）。
【００２５】
なお、ナット状部材３０を、コア部材１１に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置する構成は、ボルト状部材１５（図１参照）を用いた場合の、コア部材１１に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置する構成を、同様に適用することができる。
【００２６】
この雌ネジ部３０ａに、ケース１２に開けた孔１２ａを介して、締結部材である雄ネジ部を有するボルト（図示しない）を螺着させ、ボルトを雌ネジ部３０ａに固着することで、コア部材１１は、ケース１２に位置決め固定される。つまり、ナット状部材３０は、バックヨーク部１４に埋め込まれ、バックヨーク部１４の表面に開口する孔１２ａからボルトが螺着される雌ネジ部３０ａを有する。
【００２７】
このように、固定子コア１０をケース１２に固定するためのナット状部材３０は、非被磁性体であってコア部材１１を形成する磁性体圧粉材より強度が大きい部材からなり、コア圧縮加熱成形時に一緒に固定子コア１０に埋設されて、固定子コア１０と一体的に形成される。このとき、ナット状部材３０は、コア部材１１に発生する磁束の流れを妨げない位置に配置される。この結果、回転電機の固定子は、圧粉材料により形成された固定子コア（圧粉コア）１１を、ケース１２に確実に固定することができる取り付け固定構造を有することができる。
【００２８】
このように、この発明によれば、コイル巻き線が巻回されるティース部を複数個配置した円環状の固定子コアが、磁性体圧粉材を圧縮加熱成形して形成され、この固定子コアに埋設される、固定子コアを配置固定するための締結部材が装着される被締結部を有する被締結部形成部材が、磁性体圧粉材より強度が大きい部材によって形成されているので、圧粉材料により形成された圧粉コアを確実に固定することができる取り付け固定構造を有することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態において、固定子コア１１に埋め込まれるボルト状部材１５及びナット状部材３０に、冷却用溶媒を流す水路を形成してもよい。これにより、固定子コア１１に埋め込まれるボルト状部材１５及びナット状部材３０が水路を兼ねることになり、別に水路を設けることなく固定子を冷却することができ、構造が簡素になると共にコストの低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施の形態に係る回転電機の固定子の一部を示し、（ａ）は固定子コア半径方向内側から見た断面図、（ｂ）は固定子周方向から見た断面図である。
【図２】図１のボルト状部材の他の例を示す、図１の（ｂ）と同様の断面図である。
【図３】図１のボルト状部材の更に他の例を示し、（ａ）は図１の（ａ）と同様の断面図、（ｂ）は図１の（ｂ）と同様の断面図、（ｃ）は（ｂ）と同様の断面図である。
【図４】この発明の他の実施の形態に係る回転電機の固定子の一部を示し、（ａ）は固定子コア半径方向内側から見た断面図、（ｂ）は固定子周方向から見た断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  固定子コア
１１  コア部材
１２  ケース
１２ａ，２６  孔
１３  ティース部
１４  バックヨーク部
１５，２０，２５  ボルト状部材
１５ａ  雄ネジ部
１５ｂ，２０ｂ  頭部
１６，３０  ナット状部材
２５ａ  鍔状部
３０ａ  雌ネジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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